Alumiini on yleisimmin käytetty ei-rautametalli, ja sen käyttöalue laajenee jatkuvasti. Alumiinituotteita on yli 700 000 tyyppiä, jotka palvelevat eri toimialoja, mukaan lukien rakentaminen, sisustus, kuljetus ja ilmailu. Tässä keskustelussa tutkimme alumiinituotteiden prosessointiteknologiaa ja sitä, miten vältetään muodonmuutos käsittelyn aikana.
Alumiinin etuja ja ominaisuuksia ovat mm.
- Matala tiheys: Alumiinin tiheys on noin 2,7 g/cm³, mikä on noin kolmasosa raudan tai kuparin tiheydestä.
- Korkea plastisuus:Alumiinilla on erinomainen sitkeys, minkä ansiosta siitä voidaan muotoilla erilaisia tuotteita painekäsittelymenetelmillä, kuten suulakepuristamalla ja venyttämällä.
- Korroosionkestävyys:Alumiini muodostaa pinnalle luonnollisesti suojaavan oksidikalvon joko luonnollisissa olosuhteissa tai anodisoimalla, mikä tarjoaa teräkseen verrattuna erinomaisen korroosionkestävyyden.
- Helppo vahvistaa:Vaikka puhtaalla alumiinilla on alhainen lujuusaste, sen lujuutta voidaan lisätä merkittävästi anodisoimalla.
- Helpottaa pintakäsittelyä:Pintakäsittelyt voivat parantaa tai muuttaa alumiinin ominaisuuksia. Anodisointiprosessi on vakiintunut ja sitä käytetään laajasti alumiinituotteiden käsittelyssä.
- Hyvä johtavuus ja kierrätettävyys:Alumiini on erinomainen sähkönjohdin ja se on helppo kierrättää.
Alumiinituotteiden käsittelytekniikka
Alumiinituotteiden leimaus
1. Kylmäleimaus
Materiaalina on käytetty alumiinipellettejä. Nämä pelletit muotoillaan yhdessä vaiheessa käyttämällä ekstruusiokonetta ja muottia. Tämä prosessi sopii ihanteellisesti pylväsmaisten tuotteiden tai muotojen luomiseen, joita on haastavaa saavuttaa venyttämällä, kuten elliptisiä, neliömäisiä ja suorakaiteen muotoisia muotoja. (Kuten kuvassa 1, kone; kuva 2, alumiinipelletit; ja kuva 3, tuote)
Käytettävän koneen vetoisuus on suhteessa tuotteen poikkileikkausalaan. Ylemmän ja volframiteräksestä valmistetun alemman meistin välinen rako määrää tuotteen seinämän paksuuden. Kun puristus on valmis, pystysuora rako ylemmästä meististä alempaan suuttimeen osoittaa tuotteen yläosan paksuuden. (Kuten kuvassa 4)
Edut: Lyhyt muotin avausjakso, alhaisemmat kehityskustannukset kuin venytysmuotti. Haitat: Pitkä tuotantoprosessi, suuri tuotekoon vaihtelu prosessin aikana, korkeat työvoimakustannukset.
2. Venyttely
Käytetty materiaali: alumiinilevy. Käytä jatkuvatoimista muottikonetta ja muottia useiden muodonmuutosten tekemiseen muotovaatimusten täyttämiseksi, sopii ei-pylväsrakenteisiin kappaleisiin (tuotteet, joissa on kaareva alumiini). (Kuten kuvassa 5, kone, kuva 6, muotti ja kuva 7, tuote)
Edut:Monimutkaisten ja monimuotoisten tuotteiden mittoja kontrolloidaan vakaasti tuotantoprosessin aikana ja tuotteen pinta on tasaisempi.
Haitat:Korkeat muottikustannukset, suhteellisen pitkä kehitysjakso ja korkeat vaatimukset koneen valinnalle ja tarkkuudelle.
Alumiinituotteiden pintakäsittely
1. Hiekkapuhallus (suihkutus)
Prosessi metallipinnan puhdistamiseksi ja karhentamiseksi nopean hiekkavirran vaikutuksesta.
Tämä alumiinin pintakäsittelymenetelmä parantaa työkappaleen pinnan puhtautta ja karheutta. Tämän seurauksena pinnan mekaaniset ominaisuudet paranevat, mikä johtaa parempaan väsymiskestävyyteen. Tämä parannus lisää pinnan ja mahdollisesti levitettyjen pinnoitteiden välistä tarttuvuutta, mikä pidentää pinnoitteen kestävyyttä. Lisäksi se helpottaa pinnoitteen tasoittumista ja esteettistä ulkonäköä. Tämä prosessi näkyy yleisesti useissa Applen tuotteissa.
2. Kiillotus
Käsittelymenetelmässä käytetään mekaanisia, kemiallisia tai sähkökemiallisia tekniikoita työkappaleen pinnan karheuden vähentämiseksi, mikä johtaa sileään ja kiiltävään pintaan. Kiillotusprosessi voidaan luokitella kolmeen päätyyppiin: mekaaninen kiillotus, kemiallinen kiillotus ja elektrolyyttinen kiillotus. Yhdistämällä mekaaninen kiillotus elektrolyyttiseen kiillotukseen alumiiniosat voivat saavuttaa peilimäisen pinnan, joka on samanlainen kuin ruostumaton teräs. Tämä prosessi tuo huippuluokan yksinkertaisuuden, muodin ja futuristisen vetovoiman tunteen.
3. Johdinveto
Metallilangan veto on valmistusprosessi, jossa linjat kaavitaan toistuvasti alumiinilevyistä hiekkapaperilla. Johdinveto voidaan jakaa suoraon langanvetoon, satunnaiseen langanvetoon, kierrelangan vetämiseen ja kierrelangan vetämiseen. Metallilanganvetoprosessi voi näyttää selkeästi jokaisen hienon silkkijäljen niin, että mattametallissa on hienoa hiuskiiltoa ja tuotteessa on sekä muotia että tekniikkaa.
4. Erittäin kevyt leikkaus
Highlight-leikkaus käyttää tarkkuuskaiverruskonetta vahvistamaan timanttiveistä nopeasti pyörivässä (yleensä 20 000 rpm) tarkkuuskaiverruskoneen karassa osien leikkaamiseksi ja paikallisten kohokohtien tuottamiseksi tuotteen pinnalle. Leikkauskohteiden kirkkauteen vaikuttaa jyrsintäporan nopeus. Mitä nopeampi porausnopeus, sitä kirkkaammat leikkauskohteet. Toisaalta mitä tummempia leikkauskohokohdat ovat, sitä todennäköisemmin ne aiheuttavat veitsen jälkiä. Korkeakiiltoleikkaus on erityisen yleistä matkapuhelimissa, kuten iPhone 5:ssä. Viime vuosina jotkin huippuluokan TV-metallikehykset ovat ottaneet käyttöön korkeakiiltoisiaCNC-jyrsintätekniikka sekä anodisointi- ja harjausprosessit tekevät televisiosta täynnä muotia ja teknologista terävyyttä.
5. Anodisointi
Anodisointi on sähkökemiallinen prosessi, joka hapettaa metalleja tai seoksia. Tämän prosessin aikana alumiini ja sen seokset kehittävät oksidikalvon, kun tiettyyn elektrolyyttiin kohdistetaan tietyissä olosuhteissa sähkövirtaa. Anodisointi parantaa alumiinin pinnan kovuutta ja kulutuskestävyyttä, pidentää sen käyttöikää ja parantaa sen esteettistä vetovoimaa. Tästä prosessista on tullut tärkeä osa alumiinin pintakäsittelyä ja se on tällä hetkellä yksi laajimmin käytetyistä ja menestyneimmistä käytettävissä olevista menetelmistä.
6. Kaksivärinen anodi
Kaksivärinen anodi viittaa prosessiin, jossa tuote anodisoidaan eri värien levittämiseksi tietyille alueille. Vaikka tätä kaksiväristä anodisointitekniikkaa käytetään harvoin televisioteollisuudessa sen monimutkaisuuden ja korkeiden kustannusten vuoksi, näiden kahden värin välinen kontrasti parantaa tuotteen huippuluokan ja ainutlaatuista ulkonäköä.
On olemassa useita tekijöitä, jotka vaikuttavat alumiiniosien käsittelyn muodonmuutokseen, mukaan lukien materiaalin ominaisuudet, osan muoto ja tuotantoolosuhteet. Tärkeimmät muodonmuutossyyt ovat: aihiossa esiintyvä sisäinen jännitys, koneistuksen aikana syntyvät leikkausvoimat ja lämpö sekä puristuksen aikana syntyneet voimat. Näiden muodonmuutosten minimoimiseksi voidaan toteuttaa erityisiä prosessitoimenpiteitä ja käyttötaitoja.
Prosessitoimenpiteet käsittelyn muodonmuutosten vähentämiseksi
1. Vähennä aihion sisäistä jännitystä
Luonnollinen tai keinotekoinen vanheneminen sekä tärinäkäsittely voivat auttaa vähentämään aihion sisäistä rasitusta. Esikäsittely on myös tehokas menetelmä tähän tarkoitukseen. Aihiossa, jossa on lihava pää ja suuret korvat, käsittelyn aikana voi tapahtua merkittävää muodonmuutosta huomattavan marginaalin vuoksi. Esikäsittelemällä aihion ylimääräiset osat ja pienentämällä marginaalia kullakin alueella, emme voi vain minimoida myöhemmän käsittelyn aikana tapahtuvaa muodonmuutosta, vaan myös lievittää esikäsittelyn jälkeen esiintyvää sisäistä jännitystä.
2. Paranna työkalun leikkauskykyä
Työkalun materiaali- ja geometriset parametrit vaikuttavat merkittävästi leikkausvoimaan ja lämpöön. Oikea työkalun valinta on välttämätöntä osien työstömuodonmuutosten minimoimiseksi.
1) Kohtuullinen työkalun geometristen parametrien valinta.
① Kallistuskulma:Kun terän lujuus säilyy, kaltevuuskulma valitaan sopivasti suuremmiksi. Toisaalta se voi hioa terävän reunan, ja toisaalta se voi vähentää leikkausmuodonmuutoksia, tehdä lastunpoistosta tasaisen ja siten vähentää leikkausvoimaa ja leikkauslämpötilaa. Vältä negatiivisen kallistuskulman työkalujen käyttöä.
② Selkäkulma:Takakulman koolla on suora vaikutus takatyökalun pinnan kulumiseen ja koneistetun pinnan laatuun. Leikkauspaksuus on tärkeä ehto selkäkulman valinnassa. Karkean jyrsinnän aikana suuren syöttönopeuden, raskaan leikkauskuorman ja suuren lämmöntuoton vuoksi työkalun lämmönpoistoolosuhteiden on oltava hyvät. Siksi selkäkulma tulee valita pienemmäksi. Hienojyrsinnässä reunan tulee olla terävä, työkalun takapinnan ja koneistetun pinnan välistä kitkaa on vähennettävä ja elastista muodonmuutosta on vähennettävä. Siksi selkäkulma tulee valita suuremmaksi.
③ Helix-kulma:Jotta jyrsintä olisi tasaista ja jyrsintävoimaa pienennetty, helix-kulma tulee valita mahdollisimman suureksi.
④ Pääpoikkeutuskulma:Pääpoikkeutuskulman sopiva pienentäminen voi parantaa lämmönpoistoolosuhteita ja alentaa käsittelyalueen keskilämpötilaa.
2) Paranna työkalun rakennetta.
Vähennä jyrsimen hampaiden määrää ja lisää lastutilaa:
Koska alumiinimateriaalit osoittavat suurta plastisuutta ja merkittäviä leikkausmuodonmuutoksia käsittelyn aikana, on välttämätöntä luoda suurempi lastutila. Tämä tarkoittaa, että lastun uran pohjan säteen tulee olla suurempi ja jyrsimen hampaiden lukumäärää tulee vähentää.
Leikkurin hampaiden hienohionta:
Terän hampaiden leikkausreunojen karheusarvon tulee olla pienempi kuin Ra = 0,4 µm. Ennen uuden jyrsimen käyttöä on suositeltavaa hioa terän hampaiden etu- ja takapuoli varovasti hienolla öljykivellä useita kertoja, jotta teroituksesta jääneet purseet tai pienet sahakuviot eivät poistu. Tämä ei ainoastaan auta vähentämään leikkauslämpöä, vaan myös minimoi leikkausmuodonmuutoksia.
Tiukasti säädettävät työkalujen kulumisen standardit:
Työkalujen kuluessa työkappaleen pinnan karheus kasvaa, leikkauslämpötila nousee ja työkappale voi kärsiä lisääntyneestä muodonmuutoksesta. Siksi on tärkeää valita työkalumateriaalit, joilla on erinomainen kulutuskestävyys, ja varmistaa, että työkalun kuluminen ei ylitä 0,2 mm. Jos kuluminen ylittää tämän rajan, se voi johtaa lastun muodostumiseen. Leikkauksen aikana työkappaleen lämpötila tulee yleensä pitää alle 100 °C muodonmuutosten estämiseksi.
3. Paranna työkappaleen kiinnitysmenetelmää. Ohutseinäisille alumiinityökappaleille, joiden jäykkyys on heikko, voidaan käyttää seuraavia kiinnitysmenetelmiä muodonmuutoksen vähentämiseksi:
① Ohutseinämäisille holkkiosille kolmileukaisen itsekeskittyvän istukan tai jousiholkin käyttö säteittäiseen kiinnitykseen voi johtaa työkappaleen muodonmuutokseen, kun se on irrotettu käsittelyn jälkeen. Tämän ongelman välttämiseksi on parempi käyttää aksiaalista päätypinnan kiinnitysmenetelmää, joka tarjoaa suuremman jäykkyyden. Aseta osan sisäreikä, luo kierteitetty läpivientikara ja aseta se sisäreikään. Kiinnitä sitten päätypinta kansilevyllä ja kiinnitä se tiukasti mutterilla. Tämä menetelmä auttaa estämään kiristysmuodonmuutoksia ulkokehän prosessoinnin aikana, mikä varmistaa tyydyttävän käsittelytarkkuuden.
② Ohutseinäisiä peltityökappaleita työstäessäsi on suositeltavaa käyttää tyhjiöimukuppia tasaisesti jakautuneen puristusvoiman saavuttamiseksi. Lisäksi pienemmän leikkausmäärän käyttö voi auttaa estämään työkappaleen muodonmuutoksia.
Toinen tehokas tapa on täyttää työkappaleen sisäpuoli väliaineella sen käsittelyjäykkyyden parantamiseksi. Esimerkiksi ureasulattetta, joka sisältää 3-6 % kaliumnitraattia, voidaan kaataa työkappaleeseen. Käsittelyn jälkeen työkappale voidaan upottaa veteen tai alkoholiin täyteaineen liuottamiseksi ja kaada se sitten pois.
4. Prosessien järkevä järjestely
Suurinopeuksisen leikkauksen aikana jyrsintäprosessi synnyttää usein tärinää suurten työstövarausten ja ajoittaisen leikkauksen vuoksi. Tämä tärinä voi vaikuttaa negatiivisesti koneistuksen tarkkuuteen ja pinnan karheuteen. Tämän seurauksenaCNC nopea leikkausprosession tyypillisesti jaettu useisiin vaiheisiin: rouhinta, puoliviimeistely, kulmapuhdistus ja viimeistely. Korkeaa tarkkuutta vaativille osille voi olla tarpeen suorittaa puoliviimeistely ennen viimeistelyä.
Rouhintavaiheen jälkeen on suositeltavaa antaa osien jäähtyä luonnollisesti. Tämä auttaa poistamaan rouhintaan syntyvän sisäisen jännityksen ja vähentää muodonmuutoksia. Rouhinnan jälkeen jäljellä olevan työstövaran tulee olla odotettua muodonmuutosta suurempi, yleensä 1-2 mm. Viimeistelyvaiheessa on tärkeää säilyttää tasainen työstövara valmiilla pinnalla, tyypillisesti välillä 0,2-0,5 mm. Tämä tasaisuus varmistaa, että leikkaustyökalu pysyy vakaassa tilassa käsittelyn aikana, mikä vähentää merkittävästi leikkausmuodonmuutoksia, parantaa pinnan laatua ja varmistaa tuotteen tarkkuuden.
Toimintataidot vähentää käsittelyn muodonmuutoksia
Alumiiniosat deformoituvat käsittelyn aikana. Edellä mainittujen syiden lisäksi toimintatapa on myös erittäin tärkeä varsinaisessa toiminnassa.
1. Osien, joissa on suuret työstövarat, suositellaan symmetristä käsittelyä lämmön haihtumisen parantamiseksi koneistuksen aikana ja lämmön keskittymisen estämiseksi. Esimerkiksi kun työstetään 90 mm paksua levyä 60 mm:iin, jos toinen puoli jyrsitään heti toisen puolen jälkeen, lopulliset mitat voivat johtaa 5 mm:n tasaisuustoleranssiin. Kuitenkin, jos käytetään toistuvaa syöttösymmetristä käsittelytapaa, jossa kumpikin puoli koneistetaan lopulliseen kokoonsa kahdesti, tasaisuus voidaan parantaa 0,3 mm:iin.
2. Kun levyosissa on useita onteloita, ei ole suositeltavaa käyttää peräkkäistä käsittelymenetelmää yhden ontelon kohdistamiseksi kerrallaan. Tämä lähestymistapa voi johtaa epätasaisiin voimiin osiin, mikä johtaa muodonmuutokseen. Käytä sen sijaan kerroskäsittelymenetelmää, jossa kaikki kerroksen ontelot käsitellään samanaikaisesti ennen seuraavaan kerrokseen siirtymistä. Tämä varmistaa tasaisen jännityksen jakautumisen osiin ja minimoi muodonmuutosriskin.
3. Leikkausvoiman ja lämmön vähentämiseksi on tärkeää säätää leikkausmäärää. Leikkausmäärän kolmesta komponentista takaisinleikkausmäärä vaikuttaa merkittävästi leikkausvoimaan. Jos työstövara on liian suuri ja leikkausvoima yhden ajon aikana on liian suuri, se voi johtaa osien muodonmuutokseen, vaikuttaa negatiivisesti työstökoneen karan jäykkyyteen ja vähentää työkalun kestävyyttä.
Vaikka takaisinleikkauksen määrän vähentäminen voi pidentää työkalun käyttöikää, se voi myös alentaa tuotannon tehokkuutta. Suurinopeuksinen jyrsintä CNC-koneistuksessa voi kuitenkin ratkaista tämän ongelman tehokkaasti. Pienentämällä takaisinleikkauksen määrää ja lisäämällä vastaavasti syöttönopeutta ja työstökoneen nopeutta voidaan leikkausvoimaa alentaa koneistuksen tehokkuutta tinkimättä.
4. Leikkaustoimintojen järjestys on tärkeä. Rouhintatyöstö keskittyy koneistuksen tehokkuuden maksimointiin ja materiaalin poistonopeuden lisäämiseen aikayksikköä kohden. Tyypillisesti tässä vaiheessa käytetään jyrsintää. Käänteisjyrsinnässä ylimääräinen materiaali poistetaan aihion pinnalta suurimmalla nopeudella ja mahdollisimman lyhyessä ajassa muodostaen tehokkaasti geometrisen perusprofiilin viimeistelyvaihetta varten.
Toisaalta viimeistely asettaa etusijalle korkean tarkkuuden ja laadun, mikä tekee alasjyrsimisestä suositellun tekniikan. Upotusjyrsinnässä lastun paksuus pienenee vähitellen maksimista nollaan. Tämä lähestymistapa vähentää merkittävästi työstökarkaisua ja minimoi työstettävien osien muodonmuutoksia.
5. Ohutseinäisissä työkappaleissa esiintyy usein muodonmuutoksia työstön aikana puristumisesta, mikä on haaste, joka jatkuu myös viimeistelyvaiheessa. Tämän muodonmuutoksen minimoimiseksi on suositeltavaa löysätä kiinnityslaitetta ennen lopullisen koon saavuttamista viimeistelyn aikana. Tämä mahdollistaa työkappaleen palautumisen alkuperäiseen muotoonsa, minkä jälkeen se voidaan kiristää varovasti uudelleen - mikä riittää vain pitämään työkappaleen paikallaan - käyttäjän tunteen mukaan. Tämä menetelmä auttaa saavuttamaan ihanteelliset käsittelytulokset.
Yhteenvetona voidaan todeta, että puristusvoima tulee kohdistaa mahdollisimman lähelle tukipintaa ja suunnata pitkin työkappaleen vahvinta jäykkää akselia. Vaikka onkin tärkeää estää työkappaleen irtoaminen, puristusvoima tulee pitää mahdollisimman pienenä parhaan tuloksen varmistamiseksi.
6. Kun työstät onteloita sisältäviä osia, vältä jyrsintä tunkeutumasta suoraan materiaaliin poranterän tapaan. Tämä lähestymistapa voi johtaa riittämättömään lastutilaan jyrsimelle, mikä aiheuttaa ongelmia, kuten epätasaisen lastunpoiston, ylikuumenemisen, laajenemisen ja mahdollisen lastun romahtamisen tai komponenttien rikkoutumisen.
Käytä sen sijaan ensin poranterää, joka on samankokoinen tai suurempi kuin jyrsinterä alkuperäisen jyrsimen reiän luomiseksi. Tämän jälkeen jyrsintä käytetään jyrsintään. Vaihtoehtoisesti voit käyttää CAM-ohjelmistoa spiraalileikkausohjelman luomiseen tehtävää varten.
Jos haluat tietää lisää tai tiedustella, ota rohkeasti yhteyttäinfo@anebon.com
Anebon-tiimin erikoisuus ja palvelutietoisuus ovat auttaneet yritystä saavuttamaan erinomaisen maineen asiakkaiden keskuudessa maailmanlaajuisesti tarjoamalla edullisiaCNC-työstöosat, CNC-leikkausosat jaCNC-sorviosien työstö. Anebonin ensisijainen tavoite on auttaa asiakkaita saavuttamaan tavoitteensa. Yritys on tehnyt valtavia ponnisteluja luodakseen win-win-tilanteen kaikille ja toivottaa sinut tervetulleeksi mukaan.
Postitusaika: 27.11.2024